lunes, 1 de marzo de 2010
5 comentarios

Tecnologías de generación de electricidad (1 de 2): Régimen Ordinario

Voy a intentar explicar de una manera sencilla el funcionamiento del sistema eléctrico español, es decir, de cómo se controla la electricidad que se produce y se consume en España para que el sistema esté siempre en equilibrio. Para ello, es necesario antes tener una idea de cuáles son las diferentes tecnologías que componen nuestro "mix de generación eléctrica", y eso es lo que veremos hoy. Aunque no trabajo en una de las empresas encargadas de ello, sí que tengo una relación bastante directa con el sistema, y una cierta curiosidad que me motiva a escribir. No pretendo ser maestro de nada, y asumo que habrá errores e imprecisiones, así que los comentarios y rectificaciones serán bienvenidos, como siempre.

Antes de nada, decir que el "mix eléctrico" es el conjunto de las diferentes fuentes de energía eléctrica activas en un país, que se suman para proporcionar toda la electricidad necesaria. En España tenemos tres fuentes básicas de energía, que son la nuclear, la basada en combustibles fósiles, y la renovable. Cada una de estas fuentes puede dividirse en varios tipos, agrupados en dos categorías. Por un lado tenemos el régimen ordinario, que engloba a la energía nuclear, la energía térmica, las centrales de ciclo combinado y la energía hidráulica. En el otro lado tenemos el régimen especial, que son las cogeneraciones y las energía renovables (eólica, solar fotovoltaica, termosolar, geotérmica, minihidráulica, biomasa, etc.). Veamos una breve explicación de cada tecnología.

Mapa de centrales nucleares en España.
Energía nuclear. En España hay 8 centrales nucleares de fisión, con potencias alrededor de 1 MW. Disponen de un reactor nuclear en el cual se produce una reacción en cadena de fisión del combustible, esta reacción produce una enorme cantidad de calor que se aprovecha para generar vapor. El vapor generado mueve una turbina que produce la electricidad, y después pasa al circuito de refrigeración para enfriarse antes de entrar de nuevo al reactor. Es importante resaltar que los diferentes circuitos de agua deben ser aislados (cucuito primario que se calienta en el reactor, circuito secundario que produce electricidad, y circuito de refrigeración). Esas enorme chimeneas que se ven en la TV no son más que las torres de refrigeración, y la gran columna de humo que sale de ellas no es más que vapor de agua. La única contaminación que producen las centrales nucleares son los residuos radiactivos, que pueden permanecer activos durante miles de años, y cuyo almacenamiento es siempre fuente de polémica. El combustible es uranio o plutonio, que debe ser importado porque no hay yacimientos de importancia en España. Las centrales españolas fueron construidas todas ellas entre los años 1980 y 1987, excepto la de Garoña que es del año 1970 (la más antigua y de menor potencia con sólo 466 MW, y que en teoría será clausurada en 2013). La construcción de una central nuclear suele durar entre cinco y diez años, y su coste es gigantesco, inasumible por una sola empresa, por lo que suelen ser construidas por consorcios, muchas veces con participación estatal. A finales de los ochenta, debido al miedo generado por el accidente de Chernóbil, se implantó la moratoria nuclear, paralizando los siete proyectos en curso en aquel momento. Algunos de estos proyectos estaban ya muy avanzados, por lo que hubo que compensar a las empresas por las enormes inversiones que perdieron. Estas compensaciones aún las estamos pagando hoy en día.

Centrales térmicas convencionales de carbón. Son centrales que queman un combustible fósil (carbón, fuel oil o gas natural) para generar calor. Con ese calor se calienta agua para producir vapor, que mueve las turbinas que generan la electricidad. Los gases calientes producto de la combustión son expulsados a la atmósfera, desaprovechando gran cantidad de energía. El rendimiento de estas centrales suele estar entre el 30% y el 40%. El fuel oil y el gas natural deben ser importados, mientras las centrales de carbón suelen quemar una mezcla de carbón nacional (más contaminante) y carbón importado (más limpio). Estas centrales son las más contaminantes, especialmente las de carbón. Sin embargo, el humo que se ve es el vapor de agua que sale de las torres de refrigeración, mientras que lo que contamina en realidad es el hilillo transparente que sale de la chimenea alta. La central térmica de As Pontes, cerca de Coruña, quema carbón y es el mayor generador de España con 1.400 MW.

Sencillo esquema de un ciclo combinado.
Centrales de ciclo combinado. Esta es una tecnología relativamente reciente, y que protagonizó una gran expansión en los últimos años. Es una evolución de las centrales térmicas de gas natural, que aparte de generar electricidad con el calor producido con la combustión del gas, producen electricidad con una turbina movida directamente con los gases de la combustión, "usando la fuerza de la llama". Esta variación sube el rendimiento hasta valores del orden del 50% ó 60%, y consecuentemente les permite vender a un precio menor. La contaminación producida es relativamente baja, pero el combustible debe ser importado porque no hay yacimientos importantes de gas natural en España.

Energía hidráulica. La mayoría de los grandes embalses se construyeron en los años 60 (las famosas inauguraciones de pantanos) y 80, y desde entonces sólo se construyen instalaciones minihidráulicas, a una escala mucho menor. Esto es debido a que el número de emplazamientos propicios para un gran embalse son limitados, aparte de las crecientes presiones ecologistas (por el impacto paisajístico y la ruptura de los cauces de los ríos) y sociales (contra la desaparición de pueblos que quedan sumergidos). Se consideran régimen especial los embalses con una potencia mayor a 50 MW (los menores son considerados régimen especial). El embalse de mayor potencia en España es Aldeadávila, con 1.139 MW, como una central nuclear, aunque obviamente no puede trabajar mucho tiempo a plena carga.

Este artículo sigue con las tecnologias del régimen especial.
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  1. Te falta dar el dato del rendimiento energético de las centrales nucleares.

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  2. Es un resumen muy simple en el que no pretendo explicar en detalle el funcionamiento de las centrales, porque eso daría para muchos posts, y además no lo conozco tan bien. Sin embargo, para saber el rendimiento de una central nuclear hay que pensar que al final se genera electricidad mediante un turbina de vapor, así que tendrá el rendimiento de la turbina menos las pérdidas en las transferencias de calor al circuito primario y después al secundario.
    Y como curiosidad, buscando en google me he encontrado con que el aprovechamiento energético del combustible con la tecnología actual es inferior al 1%. Por eso los residuos de alta actividad se guardan en un ATC, porque en un futuro podrán ser aprovechados para generar mucha más electricidad. En cuanto el Uranio empiece a escasear, se construirán esas centrales.

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  3. El rendimiento térmico de una nuclear está sobre el 30 % .

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  4. ... 30 % sobre la energía térmica conseguida con la fisión.

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